核电站汽轮发电机组.pptx

第六章第六章 核核电站汽站汽轮发电机机组2024/3/24 2024/3/24 周日周日2 2主要内容主要内容n n一、核一、核一、核一、核电电厂厂厂厂饱饱和蒸汽汽和蒸汽汽和蒸汽汽和蒸汽汽轮轮机的机的机的机的总总体配置体配置体配置体配置n n二、核二、核电厂汽厂汽轮机的特点机的特点n n三、汽水分离再三、汽水分离再热器器n n四、核四、核电厂的厂的热经济指指标2024/3/24 2024/3/24 周日周日3 3一、核一、核电厂厂饱和蒸汽汽和蒸汽汽轮机的机的总体配置体配置n n在在总体配置上，体配置上，饱和汽和汽轮机机组总是是设计成高成高压缸和一缸和一组低低压缸串缸串级式配置，在式配置，在进入低入低压缸前缸前设置有汽水分离再置有汽水分离再热器，有的器，有的设计在汽水分离在汽水分离再再热器和低器和低压缸之缸之间设置中置中压缸或中缸或中压段。核段。核汽汽轮机机组的布配形式主要有的布配形式主要有*：图单轴四缸四排汽口型式；四缸四排汽口型式；单轴四缸六排汽口型式；四缸六排汽口型式；大大亚湾核湾核电厂采用厂采用单轴五缸六排汽口型式；五缸六排汽口型式；单轴五缸八排汽口型式。五缸八排汽口型式。2024/3/24 2024/3/24 周日周日4 4二、核二、核电厂汽厂汽轮机的特点机的特点（一）核汽（一）核汽轮机机组的一般特点的一般特点1蒸汽参数低：蒸汽参数低：（1）反）反应堆冷却堆冷却剂温度提高的潜力已很小温度提高的潜力已很小(堆芯出堆芯出口平均温度一般不超口平均温度一般不超过330)；二回路蒸汽一般；二回路蒸汽一般为5MPa一一7MPa的的饱和汽；和汽；（2）汽耗率汽耗率约比常比常规电厂高一倍厂高一倍；（3）与高参数汽）与高参数汽轮机相比，低机相比，低压缸缸发出的功率出的功率较大；大；低低压缸的效率缸的效率对整机的效率影响大整机的效率影响大。（4）排汽速度排汽速度损失失对效率有效率有较大影响大影响，这要求增要求增大排汽流通截面以降低排汽速度。大排汽流通截面以降低排汽速度。2024/3/24 2024/3/24 周日周日5 5（一）核汽（一）核汽轮机机组的一般特点的一般特点2、体、体积流量大：流量大：由于蒸汽参数低，蒸汽可用比由于蒸汽参数低，蒸汽可用比焓降小，加之降小，加之为了降低投了降低投资将将单机功率取得很大，机功率取得很大，这都都导致核汽致核汽轮机机组的体的体积流量大流量大，因而，因而对核汽核汽轮机配置和机配置和结构有以下要求：构有以下要求：(1)600 MW一一800MW以上核以上核电机机组高高压缸也做成缸也做成双流；双流；(2)通常只通常只设高高压缸和若干低缸和若干低压缸，不缸，不设中中压缸；缸；(3)低低压缸体缸体积流量大，要求增加排汽口数和排汽流量大，要求增加排汽口数和排汽截面以及采用更截面以及采用更长的未的未级叶片。叶片。2024/3/24 2024/3/24 周日周日6 6（一）核汽（一）核汽轮机机组的一般特点的一般特点3 3、核汽、核汽、核汽、核汽轮轮机机机机组组多数多数多数多数级级工作在湿汽区工作在湿汽区工作在湿汽区工作在湿汽区n n饱饱和汽和汽和汽和汽轮轮机机机机组组需采取除湿措施，以提高效率和保障安全需采取除湿措施，以提高效率和保障安全需采取除湿措施，以提高效率和保障安全需采取除湿措施，以提高效率和保障安全运行。高运行。高运行。高运行。高压压缸中的湿度是核汽缸中的湿度是核汽缸中的湿度是核汽缸中的湿度是核汽轮轮机特有的，高机特有的，高机特有的，高机特有的，高压压缸内除缸内除缸内除缸内除湿、水滴分布等湿、水滴分布等湿、水滴分布等湿、水滴分布等问题问题尚需尚需尚需尚需进进一步研究。一步研究。一步研究。一步研究。4 4、采用汽水分离再、采用汽水分离再、采用汽水分离再、采用汽水分离再热热n n 由于新蒸汽是由于新蒸汽是由于新蒸汽是由于新蒸汽是饱饱和汽，膨和汽，膨和汽，膨和汽，膨胀胀后即后即后即后即进进人湿汽区，人湿汽区，人湿汽区，人湿汽区，为为保保保保证证汽汽汽汽轮轮机安全机安全机安全机安全经济经济运行，在蒸汽运行，在蒸汽运行，在蒸汽运行，在蒸汽经过经过高高高高压压缸后缸后缸后缸后对对高高高高压压缸排缸排缸排缸排汽汽汽汽进进行汽水分离再行汽水分离再行汽水分离再行汽水分离再热热，以保，以保，以保，以保证证低低低低压压缸的效率和安全性。缸的效率和安全性。缸的效率和安全性。缸的效率和安全性。因而，因而，因而，因而，饱饱和汽和汽和汽和汽轮轮机机机机组组无例外地无例外地无例外地无例外地设设有汽水分离再有汽水分离再有汽水分离再有汽水分离再热热器，器，器，器，这这也是与火也是与火也是与火也是与火电电机机机机组组的重要区的重要区的重要区的重要区别别之一。之一。之一。之一。2024/3/24 2024/3/24 周日周日7 7（一）核汽（一）核汽轮机机组的一般特点的一般特点5、易超速、易超速n n由于核汽由于核汽轮机机组多数多数级工作在湿蒸汽区，通流工作在湿蒸汽区，通流部分及管道表面覆盖一部分及管道表面覆盖一层水膜，水膜，导致机致机组甩甩负荷荷时，压力下降，水膜力下降，水膜闪蒸蒸为汽，引起汽流速汽，引起汽流速骤增，增，这是核汽是核汽轮机机组易超速的主要原因。易超速的主要原因。n n为防止超速，采用下列措施：防止超速，采用下列措施：(1)完善汽完善汽轮机的去湿和疏水机构，减少部件和通机的去湿和疏水机构，减少部件和通道中凝道中凝结水。水。(2)在汽水分离再在汽水分离再热器后蒸汽器后蒸汽进入低入低压缸前的管道缸前的管道上装上装备快速关快速关闭的截止的截止阀。2024/3/24 2024/3/24 周日周日8 8（二）核汽（二）核汽轮机机组的的转速速选择n n目前，世界上核目前，世界上核电厂汽厂汽轮机有全速机有全速(3000 r/min，3600 r/min)和半速和半速(1500 r/min，1800 r/min)之分。之分。n n电网网频率率50 Hz的国家全速和半速分的国家全速和半速分别为3000 r/min和和1500 r/min。德国，英国和俄。德国，英国和俄罗斯斯电网网频率均率均为50 Hz。n n电网网频率率60 Hz的国家全速和半速分的国家全速和半速分别为3600 r/min和和1800 r/min。美国。美国电网网频率率为60Hz。2024/3/24 2024/3/24 周日周日9 9三、汽水分离再三、汽水分离再热器器一、作用：一、作用：为保保证汽汽轮机安全运行，提高低机安全运行，提高低压缸内效缸内效率，率，在高、低在高、低在高、低在高、低压压缸之缸之缸之缸之间设间设置汽水分离再置汽水分离再置汽水分离再置汽水分离再热热器，器，器，器，使使使使进进人低人低人低人低压压缸的蒸汽具有一定缸的蒸汽具有一定缸的蒸汽具有一定缸的蒸汽具有一定过热过热度，从而使度，从而使度，从而使度，从而使低低低低压压缸排汽湿度达到可接受水平。缸排汽湿度达到可接受水平。缸排汽湿度达到可接受水平。缸排汽湿度达到可接受水平。汽水分离再汽水分离再热器器对核汽核汽轮机机组的的经济性与性与可靠性具有重要意可靠性具有重要意义。2024/3/24 2024/3/24 周日周日1010三、汽水分离再三、汽水分离再热器器2、结构形式（分构形式（分类）及流程）及流程n n现代核代核电厂普遍采用一体化的汽水分离再厂普遍采用一体化的汽水分离再热器。器。按按结构型式，汽水分离再构型式，汽水分离再热器有卧式和立式的两器有卧式和立式的两种。种。美国、法国、日本等国采用卧式，而德国、美国、法国、日本等国采用卧式，而德国、俄俄罗斯斯则采用立式。采用立式。（1）卧式汽水分离再）卧式汽水分离再热器器n n每台机每台机组配置两台汽水分离再配置两台汽水分离再热器，分器，分别置于汽置于汽轮机低机低压缸的两缸的两侧。大大大大亚亚湾核湾核湾核湾核电电厂的汽水分离再厂的汽水分离再厂的汽水分离再厂的汽水分离再热热器器器器结结构构构构图图。，主要参数，主要参数，主要参数，主要参数n n（2）立式汽水分离再）立式汽水分离再热器器 图2024/3/24 2024/3/24 周日周日1111四、核四、核电厂的厂的热经济指指标（一）提高核（一）提高核电厂的厂的热经济性的主要途径性的主要途径n n1)提高提高热力循力循环的平均吸的平均吸热温度；温度；n n2)降低平均放降低平均放热温度；温度；n n3)减少减少传热温差；温差；n n4)减少管道、系减少管道、系统中的中的节流流损失及散失及散热损失；失；n n5)提高提高热功功转换机械机械设备（汽（汽轮机、机、泵等）效等）效率。率。2024/3/24 2024/3/24 周日周日1212四、核四、核电厂的厂的热经济指指标（二）主要（二）主要热经济指指标1电厂毛效率厂毛效率eln n电厂毛效率定厂毛效率定义为发电机机输出出电功率功率Pe与反与反应堆堆热功率功率PR之比之比(二者均以二者均以kw为单位位)，即即:2024/3/24 2024/3/24 周日周日1313四、核四、核电厂的厂的热经济指指标2 2电电厂厂厂厂净净效率效率效率效率 netnetn n电电厂厂厂厂净净效率定效率定效率定效率定义义为电为电厂厂厂厂输输出出出出净净功率与反功率与反功率与反功率与反应应堆堆堆堆热热功率功率功率功率之比之比之比之比.n n电电厂厂厂厂净净功率功率功率功率为发电为发电机机机机输输出出出出电电功率扣除厂用功率扣除厂用功率扣除厂用功率扣除厂用电电功率。功率。功率。功率。厂用厂用厂用厂用电电包括反包括反包括反包括反应应堆冷却堆冷却堆冷却堆冷却剂泵剂泵，给给水水水水泵泵以及其他各种以及其他各种以及其他各种以及其他各种机械、机械、机械、机械、设备设备的的的的动动力消耗，一般占力消耗，一般占力消耗，一般占力消耗，一般占发电发电机机机机输输出功率的出功率的出功率的出功率的4 4一一一一8 8。2024/3/24 2024/3/24 周日周日1414四、核四、核电厂的厂的热经济指指标3汽耗率汽耗率d0n n定定义为汽汽轮发电机机组发出出1kw.h电力所消耗的蒸力所消耗的蒸汽量。汽耗率是汽汽量。汽耗率是汽轮发电机机组的一的一项重要重要经济性性指指标。2024/3/24 2024/3/24 周日周日1515四、核四、核电厂的厂的热经济指指标4、汽耗量、汽耗量D。n n汽耗量定汽耗量定义为汽汽轮发电机机输出出额定定电功率功率Pe所需要的蒸汽流量。所需要的蒸汽流量。5、热耗率耗率q0n n热耗率定耗率定义为发电机每机每输出出1kwh电能所能所消耗的消耗的热量。量。2024/3/24 2024/3/24 周日周日1616四、核四、核电厂的厂的热经济指指标6、热耗量耗量Q。n n热耗量定耗量定义为汽汽轮发电机机组输出出额定定电功功率率Pe所消耗的所消耗的热量，即量，即7、核燃料消耗率和年消耗量、核燃料消耗率和年消耗量n n核燃料消耗率定核燃料消耗率定义为每每发1kwh电能所耗能所耗的核燃料，可表示的核燃料，可表示为2024/3/24 2024/3/24 周日周日1717课堂作堂作业n n1、核汽、核汽轮机机组的布配形式主要有哪几种？的布配形式主要有哪几种？n n2、核汽、核汽轮机机组的一般特点的哪些的一般特点的哪些？n n3、现代核代核电厂的汽水分离再厂的汽水分离再热器的器的类型有型有哪两哪两类？分离器作用是什么？分离器作用是什么？n n4、核、核电厂核燃料消耗率的定厂核燃料消耗率的定义和公式是什和公式是什么？么？n n5、大、大亚湾核湾核电厂的汽厂的汽轮机型式、基本参数机型式、基本参数是什么？是什么？2024/3/24 2024/3/24 周日周日1818汽汽汽汽轮发电轮发电机机机机组设备组设备的的的的组组成成成成图图2024/3/24 2024/3/24 周日周日1919核汽核汽核汽核汽轮轮机机机机组组的布配形式的布配形式的布配形式的布配形式2024/3/24 2024/3/24 周日周日2020大大亚湾核湾核电厂的汽厂的汽轮机基本参数机基本参数n n大大大大亚亚湾核湾核湾核湾核电电厂的汽厂的汽厂的汽厂的汽轮轮机机机机为为英国英国英国英国GECGECA A公司公司公司公司设计设计制造的制造的制造的制造的多缸多缸多缸多缸单单抽冲抽冲抽冲抽冲动动式汽式汽式汽式汽轮轮机。机。机。机。n n汽汽汽汽轮轮机的机的机的机的转转速速速速为为3000 r/min3000 r/min，额额定功率定功率定功率定功率为为900 MW900 MW，新，新，新，新蒸汽参数蒸汽参数蒸汽参数蒸汽参数为为6 663MPa63MPa，283283，低，低，低，低压压缸徘汽缸徘汽缸徘汽缸徘汽压压力力力力为为0.0075 MPa0.0075 MPa，额额定定定定负负荷下蒸汽流量荷下蒸汽流量荷下蒸汽流量荷下蒸汽流量为为5515t/h5515t/h。n n汽汽汽汽轮轮机机机机为为4 4缸、六排汽口型式。缸、六排汽口型式。缸、六排汽口型式。缸、六排汽口型式。1 1个高个高个高个高压压缸和缸和缸和缸和3 3个低个低个低个低压压缸缸缸缸皆皆皆皆为为双流双流双流双流对对分式。新蒸汽分分式。新蒸汽分分式。新蒸汽分分式。新蒸汽分4 4路路路路经经高高高高压压缸汽室后由缸汽室后由缸汽室后由缸汽室后由进进汽汽汽汽短管短管短管短管导导入高入高入高入高压压缸，高缸，高缸，高缸，高压压缸的两个排汽口各通缸的两个排汽口各通缸的两个排汽口各通缸的两个排汽口各通过过4 4根蒸根蒸根蒸根蒸汽管与低汽管与低汽管与低汽管与低压压缸两缸两缸两缸两侧侧的汽水分离再的汽水分离再的汽水分离再的汽水分离再热热器相器相器相器相连连。高。高。高。高压压缸排汽缸排汽缸排汽缸排汽在汽水分离再在汽水分离再在汽水分离再在汽水分离再热热器器器器经经汽水分离再汽水分离再汽水分离再汽水分离再热热后，后，后，后，进进入低入低入低入低压压缸，每缸，每缸，每缸，每个低个低个低个低压压缸的两个排汽口与一台凝汽器相接，整台汽缸的两个排汽口与一台凝汽器相接，整台汽缸的两个排汽口与一台凝汽器相接，整台汽缸的两个排汽口与一台凝汽器相接，整台汽轮轮机机机机共有共有共有共有6 6个抽汽口，供个抽汽口，供个抽汽口，供个抽汽口，供2 2组组高高高高压压加加加加热热器和器和器和器和1 1组组低低低低压压加加加加热热器以器以器以器以及及及及给给水水水水泵泵汽汽汽汽轮轮机用汽。除氧器用汽来自高机用汽。除氧器用汽来自高机用汽。除氧器用汽来自高机用汽。除氧器用汽来自高压压缸排汽。缸排汽。缸排汽。缸排汽。2024/3/24 2024/3/24 周日周日2121结构构图2024/3/24 2024/3/24 周日周日2222大大亚湾核湾核电厂汽水分禽再厂汽水分禽再热器主要参数器主要参数2024/3/24 2024/3/24 周日周日2323